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【摘 要】本文以饱和蒸汽湿度控制指标为基础,讨论了电力锅炉饱和蒸汽质量恶化的原因,提出饱和蒸汽检测锅炉水质监测结果和锅炉饱和蒸汽的控制范围,对说明了饱和蒸汽质量的控制方法。
【关键词】工业锅炉 蒸汽品质 汽水 饱和蒸汽 湿度
当液体在有限的空间中蒸发时,液体分子转化为蒸汽分子。由于蒸汽分子热运动相互碰撞以及液面发生碰撞,有的液体分子所吸引,分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发分子的密度不断增大,返回液体中的分子数目处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,在饱和状态下的液体称为饱和液体,其蒸汽称为干饱和蒸汽。锅炉对饱和蒸汽质量指标和控制范围没有具体的标准,只规定了蒸汽的质量指标和控制范围,并且这些指标只是以控制给水水质为目的,没有规定监测方法和控制措施。随着自动化技术的进步,智能装置的不断提高,自动补偿的技术工具已逐渐完善。本研究以锅炉饱和蒸汽流量为对象,采用进行测量密度,锅炉运行期间,明确控制工业锅炉蒸汽质量的方法,并根据炉型、水质、生产工艺等具体情况确定锅炉单片机采样方法。将温度和密度变化值不断地进行拟合,利用单片机较高的存储量来提高流量计的补偿精度。饱和蒸汽的流量的检测与控制,是提高效率和改善环境的有力保障。
一、引起锅炉饱和蒸汽质量恶化的因素及其危害
(一)水质不达标。锅炉给水过程中,悬浮物、胶体杂质较多,超过了溶解固形物的指标。回水后盐类和碱性成分也会不断增多,导致蒸汽中水的含量水增加。蒸汽带水后容易形成积水增加流体阻力,蒸汽系统连接后,突然泄漏易造成严重事故。
(二)操作不当的因素。锅炉的排污率低或者是蒸汽阀门开启过快,导致在工作压力较高的情况下,锅水在短时间剧烈蒸发,使饱和蒸汽湿度增加,造成进水管位置過高,加重蒸汽带水。蒸汽品质差造成蒸汽回水质量差,锅炉的排污率差。大量的污垢引起蒸汽流通管道盐垢,结生难以清洗的硅酸盐垢产生堵塞管道。
二、锅炉饱和蒸汽的测定方法
蒸汽品质恶化严重影响着与蒸汽直接接触的产品质量,其杂质含量大幅上升,定期监测锅炉饱和蒸汽质量并加以控制不仅是保障蒸汽品质的手段,也是保障锅炉安全运行和节能降耗的重要措施。根据密度参数补偿流量,利用饱和蒸汽密度与蒸汽的绝对压力进行蒸汽流量的密度计算,随时检测出饱和蒸汽的密度大小,根据蒸汽的工作温度之间的特点,间接修正流量计的示值。
(一)样品的采集方法
为了从导管或蒸汽管路取出有代表性的蒸汽试样,需要专门利用取样器,把蒸汽经过减压冷却成凝结水后采集蒸汽试样。取样过程中,要注意冷凝过程中防止与设备表面的腐蚀产物接触,避免被废水的腐蚀产物及水处理药剂污染,腐蚀不重时,要考虑以回水样品代替蒸汽样品。
(二)利用单片机检测技术
将已知样品数据组进行曲线拟合后,将系数代入单片机中,最后通过分度号测量,得到温度饱和蒸汽流体的密度值。对于系数,将其用表的形式存放,可以利用程序的灵活性与通用性,用查表的形式对其进行读取为了增加。在分析流体计量的密度补偿公式基础上,针对热力学在实际流量计应用中存在的问题,进行气体密度的曲线拟合。根据密度值就可以进行饱和蒸汽的计量补偿。对于那些气体杂质中的二氧化碳、氧等挥发性胺及联氨等,尽量采用锅炉水质标准规定的检测方法和仪器设备。
三、锅炉汽包热应力的控制措施
在启、停炉过程中,水和蒸汽在饱和状态下温度和压力之间存在着对应关系,所以要严格控制降温速度,一般的速度ω值不要超过1.5-2.0℃/min,或100℃/h。因此要安装压力显示器,设定范围在0~99. 9mV之间,限定压力传感控制器的压力上限,对不同的液体进行饱和蒸气压与温度的测量,有利于被调量的偏差消除。微分作用主要用来加快系统的动作速度,减少超调,克服在数字调节器中以数值运算计算出每次调节的输出。其中的控制对象都要得到较好的控制。输出只要有误差,就要变化积累,知道输入无偿为0才结束积分作用。锅炉在启动时,由于升压随压力的变化较大防止产生较大的壁温差。在锅炉的饱和蒸汽应减慢速度,严格控制燃料耗量,利用减小饱和蒸汽的汽包壁方法,控制炉膛燃烧稳定温度。在温度低的给水进进汽包情况下,不要出现汽包壁温差大的现象。否则会因为上下壁温差增大,出现难以抑制的安全事故。在条件可以下,要采用蒸汽加热水冷壁下联箱方法,通过锅炉水冷壁下加热引进蒸汽,这样可以加快了水循环的建立和稳定,同时避免大量排汽造成降压速度太快,保持锅炉内饱和蒸汽的压力稳定。降压后控制好汽包水位,尽量避免大量放水、补水使汽包下壁急剧冷却,汽包上下壁温差增大。
参考文献:
[1]梁玲,顾牧等.高精度温控退火炉的研制与控温程序的调试. 人工晶体学报. 2002,8,420-424
[2]孙文光,徐少磊,查伟强. 液体饱和蒸汽压力和温度关系测定仪的研制. 同济大学学报. 2003,8
【关键词】工业锅炉 蒸汽品质 汽水 饱和蒸汽 湿度
当液体在有限的空间中蒸发时,液体分子转化为蒸汽分子。由于蒸汽分子热运动相互碰撞以及液面发生碰撞,有的液体分子所吸引,分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发分子的密度不断增大,返回液体中的分子数目处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,在饱和状态下的液体称为饱和液体,其蒸汽称为干饱和蒸汽。锅炉对饱和蒸汽质量指标和控制范围没有具体的标准,只规定了蒸汽的质量指标和控制范围,并且这些指标只是以控制给水水质为目的,没有规定监测方法和控制措施。随着自动化技术的进步,智能装置的不断提高,自动补偿的技术工具已逐渐完善。本研究以锅炉饱和蒸汽流量为对象,采用进行测量密度,锅炉运行期间,明确控制工业锅炉蒸汽质量的方法,并根据炉型、水质、生产工艺等具体情况确定锅炉单片机采样方法。将温度和密度变化值不断地进行拟合,利用单片机较高的存储量来提高流量计的补偿精度。饱和蒸汽的流量的检测与控制,是提高效率和改善环境的有力保障。
一、引起锅炉饱和蒸汽质量恶化的因素及其危害
(一)水质不达标。锅炉给水过程中,悬浮物、胶体杂质较多,超过了溶解固形物的指标。回水后盐类和碱性成分也会不断增多,导致蒸汽中水的含量水增加。蒸汽带水后容易形成积水增加流体阻力,蒸汽系统连接后,突然泄漏易造成严重事故。
(二)操作不当的因素。锅炉的排污率低或者是蒸汽阀门开启过快,导致在工作压力较高的情况下,锅水在短时间剧烈蒸发,使饱和蒸汽湿度增加,造成进水管位置過高,加重蒸汽带水。蒸汽品质差造成蒸汽回水质量差,锅炉的排污率差。大量的污垢引起蒸汽流通管道盐垢,结生难以清洗的硅酸盐垢产生堵塞管道。
二、锅炉饱和蒸汽的测定方法
蒸汽品质恶化严重影响着与蒸汽直接接触的产品质量,其杂质含量大幅上升,定期监测锅炉饱和蒸汽质量并加以控制不仅是保障蒸汽品质的手段,也是保障锅炉安全运行和节能降耗的重要措施。根据密度参数补偿流量,利用饱和蒸汽密度与蒸汽的绝对压力进行蒸汽流量的密度计算,随时检测出饱和蒸汽的密度大小,根据蒸汽的工作温度之间的特点,间接修正流量计的示值。
(一)样品的采集方法
为了从导管或蒸汽管路取出有代表性的蒸汽试样,需要专门利用取样器,把蒸汽经过减压冷却成凝结水后采集蒸汽试样。取样过程中,要注意冷凝过程中防止与设备表面的腐蚀产物接触,避免被废水的腐蚀产物及水处理药剂污染,腐蚀不重时,要考虑以回水样品代替蒸汽样品。
(二)利用单片机检测技术
将已知样品数据组进行曲线拟合后,将系数代入单片机中,最后通过分度号测量,得到温度饱和蒸汽流体的密度值。对于系数,将其用表的形式存放,可以利用程序的灵活性与通用性,用查表的形式对其进行读取为了增加。在分析流体计量的密度补偿公式基础上,针对热力学在实际流量计应用中存在的问题,进行气体密度的曲线拟合。根据密度值就可以进行饱和蒸汽的计量补偿。对于那些气体杂质中的二氧化碳、氧等挥发性胺及联氨等,尽量采用锅炉水质标准规定的检测方法和仪器设备。
三、锅炉汽包热应力的控制措施
在启、停炉过程中,水和蒸汽在饱和状态下温度和压力之间存在着对应关系,所以要严格控制降温速度,一般的速度ω值不要超过1.5-2.0℃/min,或100℃/h。因此要安装压力显示器,设定范围在0~99. 9mV之间,限定压力传感控制器的压力上限,对不同的液体进行饱和蒸气压与温度的测量,有利于被调量的偏差消除。微分作用主要用来加快系统的动作速度,减少超调,克服在数字调节器中以数值运算计算出每次调节的输出。其中的控制对象都要得到较好的控制。输出只要有误差,就要变化积累,知道输入无偿为0才结束积分作用。锅炉在启动时,由于升压随压力的变化较大防止产生较大的壁温差。在锅炉的饱和蒸汽应减慢速度,严格控制燃料耗量,利用减小饱和蒸汽的汽包壁方法,控制炉膛燃烧稳定温度。在温度低的给水进进汽包情况下,不要出现汽包壁温差大的现象。否则会因为上下壁温差增大,出现难以抑制的安全事故。在条件可以下,要采用蒸汽加热水冷壁下联箱方法,通过锅炉水冷壁下加热引进蒸汽,这样可以加快了水循环的建立和稳定,同时避免大量排汽造成降压速度太快,保持锅炉内饱和蒸汽的压力稳定。降压后控制好汽包水位,尽量避免大量放水、补水使汽包下壁急剧冷却,汽包上下壁温差增大。
参考文献:
[1]梁玲,顾牧等.高精度温控退火炉的研制与控温程序的调试. 人工晶体学报. 2002,8,420-424
[2]孙文光,徐少磊,查伟强. 液体饱和蒸汽压力和温度关系测定仪的研制. 同济大学学报. 2003,8